JPS5852722B2 - シ−ト圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシート金属ビレットの圧延に関し、更に詳しく
云えば、鏡面仕上あるいは艶消仕上を有する、アルミニ
ウム合金、ステンレススチールおよび他の金属からなる
シート製品の製造方法に関する。

シードビレットを鏡面あるいは艶消仕上となるように両
面加工する圧延シート製品の製造方法は広く知られてい
る。

この加工は通常は塊状物の噴流をシート金属ビレットの
表面に向け、次いで化学処理し且つ圧延することにより
行われている。

例えば、シート金属ビレットを熱圧延機からショツトブ
ラスト機に移し、そこでそのビレットの表面を、２〜５
間の粒子径を有する金属ショットのブラストにさらす。

このショットは鋭角を有する粒子を含み、これがビレッ
ト表面からスケールを部分的に除去する。

次に、このビレットをアルカリ浴中で化学処理し、洗浄
し、それから酸性浴中でエツチングし、再度洗浄し、そ
して乾燥する。

このように処理したビレットを圧延機に送る。

圧延は１回通し、あるいは多数回通し７で行い、この場
合には各通しの後ごとにビレットの熱処理およびその表
面からのスケールの除去を行う。

この目的で、このビレットは前記のショツトブラスト、
アルカリ浴および酸浴中での化学処理および乾燥処理を
受ける。

最後の通しで、このビレットを硝酸溶液中で不働態化さ
せる。

次に、この冷間圧延製品をテンパーミルで加工し、それ
からシートに裁断する。

各々のシートを研削盤および研磨機で加工する。

結果として、ステンレススチールの圧延シートは鏡面仕
上となる。

上記方法の使用は補助装置用の大きな床面積、および著
しい量の化学薬剤と水を必要とするのでかなりの出費を
伴う。

更に、この方法は多くの時間を必要とし、且つ危険な媒
体と接して作業しなければならない熟練工を必要とする
。

更に、いま検討しているこの方法は、シート金属ビレッ
トを酸溶液中でエツチングすると、その後の処理によっ
ても取除くことのできない点蝕を生じるという欠点があ
る。

冷間圧延した帯の表面がエツチング不足あるいはエツチ
ング過剰になると、表面欠陥の別の原因となる。

しかしながら、この方法の最も重大な欠点は、手間どり
且つ労力を要する研削操作および研磨操作を特殊目的の
機械を用いて繰返し行う必要があることであり、これら
の操作は多くの場合に、多数のエツチング操作によりも
たらされる表面傷の故に、無益なものである。

アルミニウム合金の光輝性光沢のあるシートを製造する
方法は一般に知られている。

このシートは通常は表面仕上の目的に使用されている。

この方法は冷間圧延機で油を用いて行われている。

このシートの品位は主として元の熱間圧延した帯の品位
に依存する。

このことは、この方法が必ずしも良好な結果を与えない
理由である。

一方、純粋な油を使用すれば、常に火災の危険が満ちて
おり、このことは、消火手段のコストが全体の冷間圧延
機のコストの１５％という高さであるという事実の原因
となっており、しかもこのような極めて複雑な防火手段
であっても常に火災を排除するとは限らない。

水中油型の冷却剤を使用すれば火災の危険を最小限にで
きるが、廃棄物の量が増大する傾向がある。

アルミニウム合金シートを製造する上記の後者の方法で
は、後でペイント塗料を付与できる艶消表面を有する冷
間圧延シートを製造することができない。

艶消表面は通常仕上物品上に作られる。通常、このよう
な操作は、微小球体により物品を加工することを含む各
種の技術を用いて金属加工設備で行われる。

微小球体はミクロン単位の直径の硬い固体球体として理
解されるべきである。

この微小球体の使用は適当な機械を必要とし、またこの
機械はある程度の床面積と工員を必要とする。

光輝性の光沢を有するシートを製造するこの公知の方法
は、ビレットの表面を清浄化するために酸及びアルカリ
の使用を必要とし、且つその結果として空気と水の汚染
が生じることになる。

圧延シート物品の生産が伸びているので、現在の方法よ
りも、より経済的で且つ汚染という点からより危険の少
ない圧延方法が要望されている。

このような方法はまた、研磨した表面を有するシート状
製品を冷間圧延機で製造できるものでなければならない
。

最後に、このような方法はより高い生産性を確保でき、
且つ仕上製品の品位が元の熱間圧延ビレットの表面品位
にあまり依存しないような方法で実施できるものでなけ
ればならない。

本発明の主目的は、圧延製品をエツチングし、研削し、
つや出しする操作及びそのための装置を不要にし、それ
で同じ目的で用いられる従来の方法よりも経済的である
、シート圧延製品の製造法を提供することにある。

本発明の等しく重要な目的は、ステンレススチール及び
アルミニウム合金の圧延製品に鏡面仕上またばつや消仕
上を与えるのに必要な操作数を減少させることによって
、シート圧延製品の製造法を簡単にすることにある。

本発明のその他の重要な目的は、アルミニウム合金の圧
延製品の品質を改良し、水中油型冷却剤の使用で実施さ
れるプロセスの欠陥を減少させ、また圧延製品の品質を
ビレットの品質にあまり依存しないようにすることにあ
る。

本発明のその上の目的は、鏡面仕上及びつや消仕上を有
する圧延製品を１台の圧延機で製造することを可能にし
、それでその装置に必要な床面積を減少させ得ることに
ある。

本発明の前記の目的及びその他の目的は、シート金属ビ
レットを圧延機で多数のリバース圧延操作に合わせるこ
と、但しその各々の圧延操作は該圧延機の多数のスタン
ドにおける該シート金属ビレットの圧延を含み、そして
各々の圧延スタンドにおける各々の圧延工程に先だって
該シート金属ビレットに冷却用エマルジョンを付与しな
がら実施されること、により得られる圧延されたシート
金属製品の表面に、エツチング、研削、またはつや出し
を行うことなしで、鏡面仕上及びつや消仕上を提供する
方法において、各々のリバース圧延操作における各々の
圧延スタンドでの各々の圧延工程に先だって且熱シート
金属ビレットへの冷却用エマルションの各々の付与に先
だってガラス、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
クロムニッケル合金及び氷からなる群から選ばれた、被
加工シート金属よりも硬い物質の直径４０〜２００ミク
ロンの硬い固体球体を含有しているガス噴流を熱シート
金属ビレットの表面に当てること、ロール表面に該冷却
用エマルジョンを付与する前に該硬い固体球体を含有し
ているガス噴流を該ロール表面に当てること、及び各々
の上記のような処理の後に、上記のように処理された後
のビレットを圧延機のスタンドで圧延し、それによって
その表面が所望の仕上りとなることを特徴とする方法に
よって達成される。

本発明によれば、微小球体と称する硬い固体球体を使用
することによって、通常の方法に従うショットを用いる
場合よりも、圧延したシート製品の表面から一層効果的
にスケールを除去できる。

更に、微小球体は掻ききずのような機械的欠陥の排除も
助ける。

本発明方法によれば、ビレット表面に生じた微細なレリ
ーフ上に冷却剤を最適に分配できる。

上述の粒子径の硬い固体球体を用いることにより、その
後の圧延のみで鏡面仕上げとなるのに十分な程度の微細
な粗さのビレット表面が得られる。

ガスの噴流による硬い固体球体の供給は技術的に最も好
都合であり、この方法により夫々のリバース圧延操作の
前にシート金属ビレットの両側面を加工することが可能
となる。

本発明において、硬い固体球体の材質をガラス、酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム、クロム−ニッケル合金
及び氷に限定した理由は、ビレットの表面を清浄化する
のに通常使用されている多くの物質と異なり、これらの
物質は作用する表面に掻ききずを作らないことが確認さ
れたからである。

ガラスからなる微小球体により、十分に高い表面品位の
圧延シート製品が得られる。

また、それらの固体球体の直径を４０〜２００ミクロン
に限定する理由は、２００ミクロンよりも大きな直径の
固体球体を用いた場合には目的とする表面仕上が遠戚さ
れず、一方４０ミクロンよりも小さな直径の固体球体を
用いた場合にはその球体の重量が不十分であるために、
必要な処理効率が確保されないからである。

酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよびクロム−ニ
ッケル合金からなる硬い球体は高い機械的強度に特色が
あり、また氷の微小球体ば倒らの回収処理も必要としな
い。

異った化学的組成の種々の硬い球体を一緒に、あるいは
順次に使用し得る。

異った物質からなる種々の硬い固体球体を同時に使用す
ることにより、塊状混合物の総合コストを当然に考慮し
て、所定の機械的性質の塊状混合物を製造することが可
能となる。

異った物質からなる種々の微小球体を順次に使用する場
合には、クロム−ニッケル合金のような最も硬いもの、
あるいは酸化アルミニウムや氷のような最も安価なもの
をまず最初に使用し、次いで加工の第二段階でガラスの
微小球体を使用する。

好ましくは、圧延シートビレットの表面に向けられる硬
い固体球体の重量濃度、即ちキャリヤーの重量に対する
球体の重量の比はは０．０５〜０．５であるべきである
。

そのような量の硬い固体球体は、種々の硬度を有する金
属から製造したビレットを有効に加工するのに十分であ
る。

上記の重量濃度係数の下限はアルミニウム合金に対して
十分であり、一方、その上限はステンレススチールのビ
レットを加工するためのものである。

硬い固体球体を２０〜３００ ｍ／ ｓｅｃの速度でシ
ート金属ビレットの表面に向けることが望ましい０ この速度範囲はビレットの表面品位、金属に対するスケ
ールの付着性およびビレット表面に存在する機械的欠陥
によって決められる。

前記の速度範囲の下限に近い速度はアルミニウム合金の
ビレットを加工するためのものであり、高い速度レベル
はひどい表面欠陥を有するステンレススチールのビレッ
トに対してのものである。

ビレット表面に対する硬い固体球体の作用は断続的な方
式でもよい。

微小球体を断続的に供給することは、重大な表面欠陥お
よび強いスケール付着を有するビレットを浄化するのに
最も効果的な方法である。

硬い固体球体を、ビレットが遅くとも圧延機の第２のス
タンドに達する前にそのビレット表面に向けることがよ
い。

このようにすることにより、ステンレススチールの圧延
シート上に鏡面仕上を施すことができる。

研磨操作を圧延機の第１のおよびその後の夫々のスタン
ドで順次に実施しながら圧延を行うときには、ビレット
表面の品位が順次に改良される。

夫夫のスタンドにおいてビレット表面の微小レリーフが
最適となり且つ変形ゾーンにおける圧延潤滑剤の分配が
均一になるように圧延を行うことにも留意しなければな
らない。

ビレットが圧延機の第１のスタンドに入る前に該ビレッ
トを加工するのに用いる微小球体が、ビレットが他のス
タンドを通過する前に該ビレットを加工するのに用いる
微小球体よりも粗いことが好ましい。

このことは、圧延機の夫々のスタンドにおける圧延率に
従う最適の圧延条件を確保し、且つ圧延機の性能を改良
する助けになる。

エマルジョンをロール表面に供給する前に硬い固体球体
の噴流をこのロール表面に向ける。

このことにより、ロール表面を良好な状態に保つことが
でき、且つアルミニウム合金のシートを圧延している間
にアルミニウムがこのロールに接着するのを防止するこ
とができる。

硬い固体球体の噴流を鏡面仕上シート製品の少なくとも
１つの側面に向けることができる。

このことにより、１個の圧延機で鏡面仕上物品と艶なし
仕上物品の両方を作ることができる。

硬い固体球体を、−５０℃〜−２０００Ｇの温度に冷却
したガスの噴流により運び、且つこのようにしてビレッ
トを冷却することが得策である。

このようにすることによって、鏡面仕上製品を製造しな
がらある種のグレードのスチールの機械的性質を改良す
ることができる。

硬い固体球体の噴流をアルミニウム合金ビレットの表面
に作用させてもよい。

この方法は、元のビレットの品位に殆んど左右されない
高い表面品位を有するアルミニウム合金のシート状製品
を製造する経済的な方法である。

硬い固体球体の噴流をステンレススチールのビレットの
表面に作用させるのに使用することが好都合である。

このようにすることにより、ステンレススチールのシー
ト状ビレットを加工する工程からエツチング、研削およ
び研磨の操作を不要にすることができる。

本発明方法は、航空機産業、無線工学、原子炉、並びに
冷凍および食品産業に広く用いられているタイプの圧延
製品の製造に最良に応用することができる。

本発明の他の目的および利点を次の実施例により更に明
らかにする。

以下の実施例は、本発明に従い、鏡面仕上および／また
は艶消仕上を有するシート状圧延製品を製造する方法の
好ましい実施態様を示すものである。

実施例 １ クロム−ニッケルスチールの熱間圧延コイルを４−スタ
ンドリバース冷間圧延機に入れた。

最初のスタンドの変形ゾーンに入る前に、このシートの
両側面を硬質微小体と称される硬い固体球体で加工した
。

この場合にはクロム−ニッケル合金からなる硬質微小体
を使用した。

この微小体は直径が１５０ミクロンであり、この微小体
を１．２０ｍ／ｓｅｃの速度に加速した。

この硬質微小体を１０パルス／ｓｅｃの比率のパルス態
様で断続的に供給した。

圧延速度は３ｍ／ｓｅｃであった。圧縮空気流中の硬い
固体微小体の重量濃度は０．２であった。

この固体微小体の噴流を圧延機の最初のスタンドのロー
ル表面にエマルジョンを供給する以前に、該表面に向け
た。

この場合にも、直径１５０ミクロン硬い固体微小体を使
用し、６０ｒｒＬ／ｓｅｃの速度で連続的に供給した。

このロールの表面に向けた圧縮空気流中の硬い固体微小
体の重量濃度は０．１であった。

硬い固体微小体が変形ゾーン中に入り込むことを排除す
るために、加工ロールの表面に圧縮空気流を連続的に吹
きつけた。

硬い固体微小体を６０’の角度で加工ロール表面に向け
た。

最初のスタンドにおける圧延率は１５．７％になった。

更に第４のスタンドで硬い固体微小体をビレットおよび
ロールの加工表面に作用させた。

このことはビレットが変形ゾーンに達する前に行った。

この場合の硬い固体微小体はガラス製であり、８０ミク
ロンの直径を有していた。

圧縮空気流中におけるこの微小体の重量濃度は０．４で
あった。

この微小体を６０ｍ／ｓｅｃの速度に加速し、且つ１５
°の角度でロールの加工表面に向けた。

第４のスタンドにおける圧延率は５．６％であった。

すべてのスタンドにおいて、硬い固体微小体を７００の
角度でシート表面に向けた。

最後のスタンドから出たシートは鏡面表面を有しており
、これを裁断および包装のために移送した。

圧延シートに艶消仕上を行うために、硬い固体微小体の
噴流をその圧延シートに作用させた。

この場合の加工条件は、このシートが第４のスタンドに
入りかけている時の条件と同様であった。

実施例 ２ アルミニウム合金の熱間圧延コイルを冷間圧延機に入れ
た。

シートがその最初のスタンドの変形ゾーンに入る前に、
その両側をガラスからなる硬い固体微小体で加工した。

この微小体は直径１００ミクロンであり、それを８０ｍ
／ｓｅｃの速度に加速した。

また圧延速度は１ｍ／ｓｅｃであった。

圧縮空気流中の硬い固体微小体の重量濃度は０．３であ
った。

最初のスタンドにおいて、硬い固体微小体の噴流ヲロー
ルの加工表面に向けた。

この操作をロールにエマルジョンを供給する前に行った
。

この場合における硬い固体微小体の材料と粒径および加
工条件は、このシートが最初のスタンドに入りかけてい
る時の条件と同様である。

微小体を６００の角度でロールの表面に向けた。

最初のスタンドにおける圧延率は２２％になった。

次に、ガラスの微小体を再度シートとロールの加工表面
に作用させた。

この操作を、このシートが第２のスタンドの変形ゾーン
に入る以前に行った。

この場合のガラス微小体の直径は７０ミクロンであった
。

圧縮空気流中の微小体の重量濃度は０．４であり、それ
らの速度は４５ ｍ／ ｓｅｃであった。

この硬い固体微小体の噴流を１５°の角度でロールの加
工表面に向けた。

第２のスタンドにおける圧延率は９％であった。

その両方のスタンドにおいて、硬い固体微小体を７０°
の角度でシートの表面に向けた。

結果として、そのシート表面は研磨された。

前記の両実施例はアルミニウム合金並びにステンレスス
チールのシートに関するものであるが、本発明方法はチ
タン、銅および各種のグレードの炭素鋼の如き多くの他
の材料からなる圧延シートに鏡面仕上を行うのに適して
おり、この目的で、直径が４０〜２００ミクロンの硬い
固体微小体が使用される。

硬い固体微小体の機械的強度とコストはいろいろであり
、それらは加工すべき材料の性質と表面仕上要件に依存
する。

硬い固体微小体は酸化アルミニウム、クロム−ニッケル
合金、酸化ジルコニウム、ガラスであり得、氷でさえあ
り得る。

炭素鋼のシートは氷または酸化アルミニウムの微小体に
クロム−ニッケル合金からなるより硬い微小体を加えた
もので加工することが好ましい。

安価な物質を使用すれば加工コストが低くなる。

炭素鋼のシート製品は通常性の物質からなる製品よりも
高速で圧延され、それ故に硬い固体微小体の速度は２
Ｑ ｍ／ ｓｅｃから３００ ｍ／ ｓｅｃに高めるこ
とが得策である。

ある種のグレードのスチールの機械的特性を改良するた
めに、圧延を一５０℃〜−２００℃という氷点下の温度
で行う。

このようなスチールの鏡面仕上を行うには、圧縮した空
気、窒素等のガスも一５０’Ｃ〜−２００℃の温度に冷
却すべきである。

このようにすることによって、圧延用の微細レリーフを
調整する操作、シート表面の清浄化およびシートの部分
的冷却を一緒にすることができる。

薄いシート（１關厚以下）を圧延する場合には、この冷
却は完全である。

仕上の品位は圧延したシート製品をテンパーミルで調質
することにより改良される。

テンパーミルで加工すべきシートは艶消仕上を有してお
り、これは圧延機の最後のスタンドを離れつつある時に
硬い固体微小体の噴流で加工された後に冷間圧延機から
出てくるものである。

シートは調質操作の前にテンパーミルで硬い固体微小体
で適当に加工してもよい。

この場合には４０〜８０ミクロンの直径の微小体を使用
することが得策である。

本発明方法を、テーパーミルによりアルミニウム合金か
らなる６、２關シートの圧延についてテストした。

このシート自体は熱間圧延機で製造したものである。

このシートが圧延機のスタンドに入る前に、このシート
を直径６０ミクロンのガラス微小体の噴流で加工した。

圧縮空気流中の微小体の重量濃度は０．４であった。

微小体をシート表面に向ける速度は７０ ｍ／ ｓｅｃ
であった。

圧延を圧延率１１％で且つ３％の水中油型冷却剤を使用
して２回通しで行なった。

その結果、アルミニウムシートは鏡面仕上された。

この方法では純粋な油は使用せず、そのため圧延のコス
トは低下した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート金属ビレットを圧延機で多数のリバース圧延
   操作に会わせること、但しその各々の圧延操作は該圧延
   機の多数のスタンドにおける該シート金属ビレットの圧
   延を含み、そして各々の圧延スタンドにおける各々の圧
   延工程に先だって該シート金属ビレットに冷却用エマル
   ジョンを付与しながら実施されること、により得られる
   圧延シート金属製品の表面に、エツチング、研削、また
   はつや出しを行うことなしで、鏡面仕上及びつや消仕上
   を提供する方法において、各々のリバース圧延操作にお
   ける各々の圧延スタンドでの各々の圧延工程に先だって
   且つ熱シート金属ビレットへの冷却用エマルジョンの各
   々の付与に先だってガラス、酸化アルミニウム、酸化ジ
   ルコニウム、クロム−ニッケル合金及び氷からなる群か
   ら選ばれた、被加工シート金属よりも硬い物質の直径４
   ０〜２００ミクロンの硬い固体球体を含有しているガス
   噴流を熱シート金属ビレットの表面に当てること、ロー
   ル表面に該冷却用エマルジョンを付与する前に該硬い固
   体球体を含有しているガス噴流を該ロール表面に当てる
   こと、及び各々の上記のような処理の後に、上記のよう
   に処理された後のビレットを圧延機のスタンドで圧延し
   、それによってその表面が所望の仕上りとなることを特
   徴とする方法。 ２ 異なった化学組成の硬い固体球体を併用する特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３ 異なった化学組成の硬い固体球体を順次に用いる特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 硬い固体球体を２０〜３００ ｍ／ ｓｅｃの速度
   でシート金属ビレットの表面に当てる特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ５ 硬い固体球体を、ガスの重量部当りの球体の重量部
   として計算したキャリヤーガス中の球体の重量濃度０．
   ０５〜０．５で用いる特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ６ 硬い固体球体を、圧延シートの少なくとも一面の加
   工に用いて鏡面仕上する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 Ｔ 硬い固体球体を含有しているガスを−５０〜−２０
   ０℃の温度に冷却し、それによりシート金属ビレットを
   冷却し、その間にその表面を処理する特許請求の範囲第
   １項記載の方法。